刘凌云，周 明

（1.毕节市煤炭工业办公室，贵州 毕节 551700；2.毕节市七星关区环境监察大队，贵州 毕节 551700）

乙烯、丙烯是石油化工重要的基础原料，其生产原料一直依赖于石油。煤制烯烃即煤基甲醇制烯烃，是指以煤为原料合成甲醇后再通过甲醇制取乙烯、丙烯等烯烃的技术[1]。煤制烯烃（含甲醇制烯烃及煤制烯烃）主要包括两种工艺路线即MTO和CTO。为了缓解对石油资源的依赖，利用“煤”代“油”生产低碳烯烃，将是实现中国以“煤代油”能源战略，保证国家能源安全的重要途径之一。

1 国内煤制烯烃产业发展现状

近年来，随着电子商务和快递业务的快速发展，人均包装和耐用品渗透率方面的提升将继续促进聚烯烃消费增长，进而支撑了乙烯消费需求增加。2012年，我国乙烯产量1 480.9万t，表观消费量1 450.1万t，到2017年，我国乙烯产量达到1 821.8万t，表观消费量达到2 036.9万t/年。2012～2017年产量和表观消费量年均复合增长率分别为4.24%和4.30%。即使如此，作为人口大国，乙烯进口依存度依然高，2012年，我国乙烯进口量120.5万t，2017年，乙烯进口量215.7万t，进口规模总体扩大（见图1）。对于丙烯，2016～2017年，国内丙烯产能增速放缓，2017年，我国丙烯进口量309.88万t，较2016年进口量增长6.75%，因此，国内对于进口丙烯的需求增加。截至2017年年底，国内已投产和试车成功的煤（甲醇）制烯烃装置共28套，总计产能达到1 205万t/年。其中，818万t/年煤（甲醇）制烯烃产能集中在中国西部地区，其中最典型的4个项目分别为神华包头煤化工有限公司、内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司、神华榆林能源化工有限公司、中煤陕西榆林能源化工有限公司。

2 煤制烯烃相关技术分析

烯烃生产方式主要有石油裂解制烯烃法、煤制烯烃法（CTO/MTO），石油裂解制烯烃是以生产乙烯为主，同时联产丙烯和碳四馏分，经二甲基甲酰胺（DMF），或乙腈法抽提可得到丁二烯。CTO过程中，MTO是关键（见图2）：煤经甲醇制烯烃工艺主要由煤气化制合成气、合成气制取甲醇、甲醇制烯烃3项技术组成[2]。煤经气化过程生成CO和H2（合成气），然后合成甲醇，再借助类似催化裂化装置的流化床反应形式，生产低碳烯烃（乙烯和丙烯）。CTO/MTO在技术上较传统的石油裂解制烯烃法有较大的优点：一是反应温度低，只需400 ℃（石油裂解制烯烃法反应温度为850 ℃），二是石油裂解制烯烃法产生轻组分较多，需要采用深冷工艺分离，CTO/MTO法产生的氢气、甲烷等轻组分较少，不需要采用深冷工艺分离，且不产生含硫气体，容易分离[3]。国外的甲醇制乙烯技术主要有UOP公司MTO+OCP技术、Lurgi公司MTP技术，国内的有大连化物所DMTO技术、中石化SMTO技术和清华大学的FMTP技术。

图1 2012～2017年国内乙烯产量、表观消费量及进口量占表观消费量的比例

3 煤制烯烃市场经济分析

烯烃的生产成本与原油价格、煤炭价格存在联动关系，如原油50美元/桶，石脑油裂解至烯烃综合成本为5 565元/t，原油价格每增加10美元/桶，吨烯烃综合成本月增加955元；原煤价格为208元/t，煤制烯烃综合成本为6 031.8元/t，煤炭价格每提高100元，吨烯烃综合成本月增加920元[3]。在2018年上半年，原油价格首次突破了70美元/t，石脑油裂解至烯烃综合成本为7 475元/t，而原煤价格在210元/t左右，煤制烯烃综合成本为6 179元/t，可以看出，煤制烯烃具有和石脑油裂解制烯烃相当的成本竞争力。

通过对西北四大煤制烯烃煤化工企业（神华包头煤化工有限公司、内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司、神华榆林能源化工有限公司、中煤陕西榆林能源化工有限公司）的调研显示，开工率都比较高，利润也较好，其中采购煤炭经过甲醇制烯烃的企业利润更好些，大约能达到1 500～2 000元/t。其中，陕西延长中煤榆林能化公司煤制烯烃项目2017年利润13亿元，平稳运行突破500天。但需要注意的是，煤制烯烃的二氧化碳排放高达13t/t烯烃，能源转化率仅32%，而传统石脑油裂解制烯烃二氧化碳排放为2.6 t/t烯烃，能源转化率达65%。一旦碳税开征，将给煤制烯烃项目造成极高的成本[4]。

图2 煤制烯烃工艺流程

4 煤制烯烃的发展趋势

4.1 利润空间逐步增大

煤制烯烃的主要成本主要包括原材料煤炭、助剂、设备折旧和人工等，其中原材料占成本的比例为20%～22%，主要受到煤炭价格变动的影响，国内煤（甲醇）制烯烃具备盈利性，主要受益油价的上涨，如果油价保持40～50美元/桶，油制烯烃对于煤制烯烃项目的利润冲击较大。近年来，随着油价回升到60～65美元/桶以上，煤制烯烃较油制烯烃具有更可观的利润。

4.2 国内供应缺口大

2018年，国内乙烯和丙烯的缺口分别达42%和18.2%，这意味着传统靠油制烯烃的途径难以持续，煤制烯烃是最为合适的补给方式。根据石油和化学工业规划院《我国烯烃产业链现状及“十三五”展望》所述，预计2020年，我国乙烯（丙烯）产量3 040（3 350）万t，当需求量为4 800（3 700）万t。未来，我国烯烃供需仍有缺口，再加上受废塑料进口令等利好消息的推动，国内烯烃下游聚烯烃产业发展良好，由于煤制烯烃产量收率较高，受原材料限制少等优点，2017年多部煤化工规划及方案的出炉，也反映了我国煤制烯烃产业向好发展。

4.3 工艺技术不断成熟

在资源和环保的双重约束下，目前应更注重关键技术的突破。煤制烯烃技术中，煤制甲醇生产工艺技术以及成熟，主要采用的是大甲醇技术，即甲醇合成装置的规模化、大型化。甲醇制烯烃技术是煤制烯烃的核心技术，国内主要是大连化物所DMTO技术、中石化SMTO技术和清华大学的FMTP技术。前两项技术已成功实现工业化，大连化物所DMTO技术得到广泛应用，投产产能和在建产能最大。除此之外，运用智能化、信息化手段经营管理水平不断提高，减少运维环节中的浪费，降低生产成本。

4.4 产能产量不断增长

根据目前发展情况来看，未来5～10年的烯烃产能增长率为5%，当量消费量增长率3.4%，据预测，2017～2021年年底，国内新增1 300万t的煤制烯烃（含甲醇制烯烃）产能，总投资4 000亿元。届时，国内煤（甲醇）制烯烃总产能将达到2 500万t/年，其中，约1 500万t/年产能集中在西部地区。